AT18023U1

AT18023U1 - Incinerator

Info

Publication number: AT18023U1
Application number: ATGM50153/2018U
Authority: AT
Original assignee: FischerteC GmbH
Priority date: 2017-10-04
Filing date: 2018-09-11
Publication date: 2023-10-15
Also published as: DE102017122970A1; DE102017122970B4; DE202018102029U1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsofen, umfassend einen Verbrennungs-raum (14) und eine Vielzahl an unbrennbaren Wärmeaufnehmern (24), eine Zu-führvorrichtung (22) zum Zuführen der Wärmeaufnehmer (24) zum Verbrennungsraum (14) oder zu aus dem Verbrennungsraum (14) stammendem heißen Gas (18), und eine Abführvorrichtung (26) zum Abführen der Wärmeaufnehmer (24) vom Verbrennungsraum (14) oder vom heißen Gas (18).The invention relates to a combustion furnace, comprising a combustion chamber (14) and a plurality of non-combustible heat absorbers (24), a supply device (22) for supplying the heat absorbers (24) to the combustion chamber (14) or from the combustion chamber (14 ) originating hot gas (18), and a removal device (26) for removing the heat absorbers (24) from the combustion chamber (14) or from the hot gas (18).

Description

VERBRENNUNGSOÖFEN [0001] Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsofen mit einem Verbrennungsraum. INCINERATION FURNACES [0001] The invention relates to an incineration oven with a combustion chamber.

[0002] Bei dem Verbrennungsofen kann es sich insbesondere um einen Ofen zur Verbrennung von, vorzugsweise schüttgutförmiger, Biomasse, z.B. Holz, handeln. Insbesondere können Hackschnitzel oder Pellets als Biomasse verwendet werden. The combustion furnace can in particular be a furnace for burning biomass, preferably in bulk form, for example wood. In particular, wood chips or pellets can be used as biomass.

[0003] Die bei der Verbrennung entstehende Wärme wird bisher als heißes Gas abgeführt und z.B. zum Heizen von Gebäuden verwendet. Die Einsatzmöglichkeiten von heißem Gas sind jedoch begrenzt. Ferner ist heißes Gas mit Ruß belastet, sodass diese meist gefiltert wird. Das Filtern der Rußpartikel ist vergleichsweise kostenintensiv. Ohne Filterung steigt die Feinstaubbelastung jedoch erheblich. The heat generated during combustion has so far been dissipated as hot gas and used, for example, to heat buildings. However, the possible uses of hot gas are limited. Furthermore, hot gas is contaminated with soot, so this is usually filtered. Filtering the soot particles is comparatively cost-intensive. However, without filtering, fine dust pollution increases significantly.

[0004] Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Verbrennungsofen der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass die erzeugte Wärme auf vielfältigere Weise genutzt werden kann, wobei insbesondere eine Filterung des heißen Gases auf einfache und kostengünstige Weise erfolgt. It is therefore an object of the invention to improve a combustion furnace of the type mentioned in such a way that the heat generated can be used in a variety of ways, in particular filtering the hot gas in a simple and cost-effective manner.

[0005] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch den Gegenstand sowie die Verfahren der unabhängigen Ansprüche. This problem is solved by the subject matter and the methods of the independent claims.

[0006] Erfindungsgemäß umfasst der Verbrennungsofen eine Vielzahl an unbrennbaren Wärmeaufnehmern, eine Zuführvorrichtung zum Zuführen der Wärmeaufnehmer zum Verbrennungsraum oder zu aus dem Verbrennungsraum stammendem heißen Gas. Ferner umfasst der Verbrennungsofen eine Abführvorrichtung zum Abführen der Wärmeaufnehmer vom Verbrennungsraum oder vom heißen Gas. According to the invention, the combustion furnace comprises a plurality of non-combustible heat absorbers, a supply device for supplying the heat absorbers to the combustion chamber or to hot gas originating from the combustion chamber. The combustion furnace further comprises a removal device for removing the heat absorbers from the combustion chamber or from the hot gas.

[0007] Die Wärmeaufnehmer sind zur unmittelbaren Wärmeaufnahme ausgebildet. Diese sind vorzugsweise stückig und/oder bestehen insbesondere aus einem Feststoff. Da diese aus einem unbrennbaren und/oder hitzebeständigen Material bestehen, verbrennen bzw. schmelzen diese auch bei hohen Temperaturen nicht. The heat absorbers are designed to absorb heat directly. These are preferably lumpy and/or consist in particular of a solid. Since they are made of an incombustible and/or heat-resistant material, they do not burn or melt even at high temperatures.

[0008] Die Wärmeaufnehmer treten insbesondere im Gegenstromprinzip mit dem bei der Verbrennung entstehenden Heißgas in Kontakt und erwärmen sich dabei. The heat absorbers come into contact with the hot gas produced during combustion, particularly in the countercurrent principle, and heat up in the process.

[0009] Vorzugsweise werden die Wärmeaufnehmer vom Heißgas umströmt. Mit zähflüssigen Bestandteilen, z.B. Schlacke, kommen diese insbesondere nicht in Kontakt. Die kontinuierliche Bewegung der Wärmeaufnehmer wird somit nicht eingeschränkt. [0009] Hot gas preferably flows around the heat absorbers. In particular, they do not come into contact with viscous components, such as slag. The continuous movement of the heat absorbers is therefore not restricted.

[0010] Insbesondere ist die Zuführvorrichtung oberhalb der Abführvorrichtung angeordnet. Die Wärmeaufnehmer bewegen sich daher vorzugsweise aufgrund der Schwerkraft von oben nach unten. Alternativ oder zusätzlich kann jedoch auch ein Antrieb, z.B. ein Transportband und/oder eine Schneckenwelle, zum Bewegen der Wärmeaufnehmer vorgesehen sein. In particular, the feed device is arranged above the discharge device. The heat absorbers therefore preferably move from top to bottom due to gravity. Alternatively or additionally, however, a drive, for example a conveyor belt and/or a worm shaft, can also be provided for moving the heat absorber.

[0011] Die erhitzten Wärmeaufnehmer werden abgeführt und können z.B. zum Erhitzen eines Dächertrockners verwendet werden. The heated heat absorbers are dissipated and can be used, for example, to heat a roof dryer.

[0012] Auch können die Wärmeaufnehmer einem Wärmetauscher zugeführt werden. Vorzugsweise erwärmen die Wärmeaufnehmer dabei Kontaktflächen des Wärmetauschers. The heat absorbers can also be fed to a heat exchanger. The heat absorbers preferably heat contact surfaces of the heat exchanger.

[0013] Ferner kann z.B. ein Stirling-Motor angetrieben werden. Die Erfindung betrifft somit auch ein System mit einem Verbrennungsofen und einem Stirling-Motor. Ein Erhitzerkopf des StirlingMotors kann durch die Wärmeaufnehmer vergleichsweise sanft mit Hitze, z.B. 600°C, beaufschlagt werden, sodass dieser nicht beschädigt wird. Furthermore, for example, a Stirling engine can be driven. The invention therefore also relates to a system with a combustion furnace and a Stirling engine. A heater head of the Stirling engine can be exposed to heat, e.g. 600°C, comparatively gently through the heat absorbers, so that it is not damaged.

[0014] Die erzeugte Wärme kann somit auf vielfältigere Weise genutzt werden. The heat generated can therefore be used in a variety of ways.

[0015] Ist die Wärme von den Wärmeaufnehmern abgeführt, können diese wieder an einen Eingang, z.B. Trichter, der Zuführvorrichtung rückgeführt werden, sodass der Kreislauf geschlossen Once the heat has been removed from the heat absorbers, they can be returned to an input, e.g. funnel, of the feed device, so that the circuit is closed

ist. Der Nachschub an Wärmeaufnehmern für einen kontinuierlichen Fluss wird dadurch gewährleistet. is. This ensures the supply of heat absorbers for a continuous flow.

[0016] Die Form der Wärmeaufnehmer ist grundsätzlich beliebig. Vorzugsweise ist die Form derart gewählt, dass Lücken zwischen den Wärmeaufnehmern entstehen, sodass heißes Gas hindurchströmen kann, was beispielsweise bei Sand, z.B. Quarzsand, nicht möglich wäre. [0016] The shape of the heat absorber is basically arbitrary. The shape is preferably chosen such that gaps are created between the heat absorbers so that hot gas can flow through, which would not be possible with sand, for example quartz sand.

[0017] Beispielsweise weisen Kugeln auf kleinstem Raum eine sehr große Tauscherfläche auf. Auch bieten gestapelte Kugeln genügend Lücken für das heiße Gas. For example, balls have a very large exchange area in a very small space. Stacked balls also provide enough gaps for the hot gas.

[0018] Insbesondere können die Wärmeaufnehmer hohl oder massiv ausgebildet sein. In particular, the heat absorbers can be hollow or solid.

[0019] Auch das Material ist grundsätzlich beliebig. Dieses soll jedoch hitzebeständig und/oder unbrennbar sein, insbesondere bis mindestens 400°C, 500°C oder 600°C. Ferner weist das Material vorzugsweise eine hohe Wärmespeicherfähigkeit auf. So hat beispielsweise Glas eine hohe Wärmekapazität. [0019] The material is also fundamentally arbitrary. However, this should be heat-resistant and/or non-flammable, in particular up to at least 400°C, 500°C or 600°C. Furthermore, the material preferably has a high heat storage capacity. For example, glass has a high heat capacity.

[0020] Die Wärmeaufnehmer können somit auch bei Temperaturen eingesetzt werden, für die sich z.B. Thermo-Ol oder Wasser nicht mehr eignen. The heat absorbers can therefore also be used at temperatures for which thermal oil or water, for example, are no longer suitable.

[0021] Auch bilden die Wärmeaufnehmer insbesondere einen robusten Wärmezwischenspeicher, falls es an der Wärmenutzungseinheit zu Störungen kommt. [0021] The heat absorbers also form, in particular, a robust heat buffer in the event of malfunctions in the heat utilization unit.

[0022] Insbesondere können die Wärmeaufnehmer eine Filterfunktion aufweisen. Rußpartikel können dadurch aus dem heißen Gas gefiltert werden. Beispielsweise können die Wärmeaufnehmer befeuchtet werden und/oder eine raue Oberfläche aufweisen, damit die Rußpartikel daran haften. Die Befeuchtung kann alternativ oder zusätzlich auch durch ein ohnehin vorhandenes Abgas-Kondensat erfolgen. [0022] In particular, the heat absorbers can have a filter function. This allows soot particles to be filtered out of the hot gas. For example, the heat absorbers can be moistened and/or have a rough surface so that the soot particles adhere to them. The humidification can alternatively or additionally also be carried out using an already existing exhaust gas condensate.

[0023] Eine Filterung des heißen Gases erfolgt somit auf einfache und kostengünstige Weise. Die Feinstaubbelastung wird dadurch reduziert. The hot gas is thus filtered in a simple and cost-effective manner. This reduces fine dust pollution.

[0024] Die Wärmeaufnehmer können insbesondere Ruß im Gegenstrom zum Abgas transportieren und zwar von oben nach unten. Oben sind diese zunächst sauber, abgesiebt und/oder feucht. Unten sind sie hingegen rußig und trocken. The heat absorbers can in particular transport soot in countercurrent to the exhaust gas, namely from top to bottom. At the top these are initially clean, sieved and/or moist. Below, however, they are sooty and dry.

[0025] Ist eine Haftung der Rußpartikel nicht erwünscht, werden diese nicht befeuchtet. Auch kann die Oberfläche glatt sein. If adhesion of the soot particles is not desired, they are not moistened. The surface can also be smooth.

[0026] Da die Wärmeaufnehmer ständig in Bewegung gehalten werden, kommt es somit zu keinen Ablagerungen an den Tauscherflächen. So ist insbesondere auch ein Einsatz bei StirlingMotoren möglich. Since the heat absorbers are constantly kept in motion, there are no deposits on the exchanger surfaces. This means that it can also be used in Stirling engines.

[0027] Vorzugsweise kann, z.B. zwischen dem Verbrennungsraum und einem Kamin, eine Unterdruckvorrichtung und/oder ein Gebläse vorgesehen sein. Frischluft kann auf diese Weise dem Verbrennungsraum zugeführt werden. Auch kann ein Luftstrom für die Verbrennung bzw. die Abgase zur Verfügung gestellt werden. Preferably, a vacuum device and/or a fan can be provided, for example between the combustion chamber and a chimney. In this way, fresh air can be supplied to the combustion chamber. An air flow can also be provided for combustion or exhaust gases.

[0028] Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Aufnahme von Wärmeenergie aus einem heißen Gas, bei dem eine Vielzahl an Wärmeaufnehmern kontinuierlich als Gegenstrom zum heißen Gas geführt werden. The invention also relates to a method for absorbing thermal energy from a hot gas, in which a large number of heat absorbers are continuously guided as a countercurrent to the hot gas.

[0029] Insbesondere betrifft die Erfindung einen Wärmetauscher, bei dem Wärmeaufnehmer kontinuierlich im Gegenstrom zu heißem Gas geführt werden. Für diesen Aspekt wird auch unabhängig von anderen Ausführungsformen Schutz beansprucht. In particular, the invention relates to a heat exchanger in which heat absorbers are continuously guided in countercurrent to hot gas. Protection is also claimed for this aspect independently of other embodiments.

[0030] Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Abführen von Wärmeenergie aus einem, insbesondere erfindungsgemäßen, Verbrennungsofen, bei dem eine Vielzahl an Wärmeaufnehmern einem Verbrennungsraum des Verbrennungsofens oder aus dem Verbrennungsraum stammendem heißen Gas zugeführt wird und die Wärmeaufnehmer vom Verbrennungsraum oder von dem heißen Gas abgeführt werden. Finally, the invention also relates to a method for dissipating heat energy from a combustion furnace, in particular according to the invention, in which a large number of heat absorbers are supplied to a combustion chamber of the combustion furnace or to hot gas originating from the combustion chamber and the heat absorbers are supplied from the combustion chamber or from the hot Gas is discharged.

[0031] Vorzugsweise werden die Wärmeaufnehmer kontinuierlich zu- und/oder abgeführt. The heat absorbers are preferably supplied and/or removed continuously.

[0032] Insbesondere kann die Füllhöhe der Wärmeaufnehmer im Verbrennungsofen variiert, z.B. erhöht oder erniedrigt, werden, vorzugsweise kontinuierlich. Es kann z.B. ein Füllstandsensor vorgesehen sein. In particular, the filling level of the heat absorbers in the combustion furnace can be varied, for example increased or decreased, preferably continuously. For example, a fill level sensor can be provided.

[0033] Alle hier beschriebenen Ausführungsformen und Bauteile der Vorrichtung sind insbesondere dazu ausgebildet, z.B. mittels einer Steuerungsvorrichtung, nach einem oder mehreren der hier beschriebenen Verfahren betrieben zu werden. Ferner können alle hier beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung sowie alle hier beschriebenen Ausführungsformen der Verfahren jeweils miteinander kombiniert werden, insbesondere auch losgelöst von der konkreten Ausgestaltung, in deren Zusammenhang sie erwähnt werden. All embodiments and components of the device described here are designed in particular to be operated, for example by means of a control device, according to one or more of the methods described here. Furthermore, all embodiments of the device described here and all embodiments of the methods described here can each be combined with one another, in particular also independently of the specific embodiment in the context of which they are mentioned.

[0034] Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: The invention is described below by way of example with reference to the drawings. Show it:

[0035] Fig. 1 eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verbrennungsofens, und 1 is a sectional view of an embodiment of an incinerator according to the invention, and

[0036] Fig. 2 eine Schnittansicht einer Austragvorrichtung des Verbrennungsofens gemäß Fig. 1. 2 is a sectional view of a discharge device of the combustion furnace according to FIG. 1.

[0037] Zunächst ist zu bemerken, dass die dargestellten Ausführungsformen rein beispielhafter Natur sind. So können einzelnen Merkmale nicht nur in der gezeigten Kombination sondern auch in Alleinstellung oder in anderen technisch sinnvollen Kombinationen realisiert sein. [0037] First of all, it should be noted that the embodiments shown are purely exemplary in nature. Individual features can be implemented not only in the combination shown but also alone or in other technically sensible combinations.

[0038] Fig. 1 zeigt einen Verbrennungsofen, in dem Biomasse 10, z.B. Holz-Hackgut, über eine Fördervorrichtung 12 einem Verbrennungsraum 14 zugeführt wird. 1 shows a combustion furnace in which biomass 10, for example wood chips, is fed to a combustion chamber 14 via a conveyor device 12.

[0039] Der Verbrennungsraum 14 ist von einer ringförmigen Umhüllung 16 umgeben. Um das bei der Verbrennung entstehende heiße Gas 18 umzulenken, kann eine Schamott-Abdichtung 20 vorgesehen sein. The combustion chamber 14 is surrounded by an annular casing 16. In order to redirect the hot gas 18 produced during combustion, a fireclay seal 20 can be provided.

[0040] Über eine Zuführvorrichtung 22 können Wärmeaufnehmer 24 in die Umhüllung 16 gefördert werden. Diese bewegen sich nach unten am Verbrennungsraum 14 vorbei zu einer Abführvorrichtung 26. Während der Bewegung werden die Wärmeaufnehmer 24 durch das entgegenströmende heiße Gas 18 aufgeheizt. Heat absorbers 24 can be conveyed into the casing 16 via a feed device 22. These move downward past the combustion chamber 14 to a discharge device 26. During the movement, the heat absorbers 24 are heated by the counterflowing hot gas 18.

[0041] Über eine Austragvorrichtung 28 werden die Wärmeaufnehmer 24 ausgetragen und können z.B. einen Stirling-Motor 30 antreiben. The heat absorbers 24 are discharged via a discharge device 28 and can drive a Stirling engine 30, for example.

[0042] Da die Wärmeaufnehmer 24 danach immer noch eine vergleichsweise hohe Temperatur aufweisen, insbesondere etwa 300°C, können diese einem Wärmetauscher 31 zugeführt werden. Ein erzeugter, warmer Luftstrom kann beispielsweise einem Dächertrockner zugeführt werden. Since the heat absorbers 24 then still have a comparatively high temperature, in particular approximately 300 ° C, they can be fed to a heat exchanger 31. A generated warm air flow can be fed to a roof dryer, for example.

[0043] Die abgekühlten Wärmeaufnehmer 24 werden dann über eine Rückführvorrichtung 32 wieder zur Zuführvorrichtung 22 transportiert und können dann erneut eingeleitet werden. Bei der Rückführvorrichtung 32 kann es sich z.B. um ein Pendel- oder Kettenbecherwerk handeln. Dieses schert nicht. Auch verschleißen die Wärmeaufnehmer 24 nicht beim Transport. The cooled heat absorbers 24 are then transported back to the feed device 22 via a return device 32 and can then be introduced again. The return device 32 can be, for example, a pendulum or chain bucket elevator. This doesn't matter. The heat absorbers 24 also do not wear out during transport.

[0044] Zwischen dem Verbrennungsraum 14 und einem Kamin 34 kann ein Lüfter 36 vorgesehen sein, welcher Frischluft in das System einbringen bzw. Abluft austragen kann. A fan 36 can be provided between the combustion chamber 14 and a chimney 34, which can introduce fresh air into the system or discharge exhaust air.

[0045] Fig. 2 zeigt eine Detailansicht der Austragvorrichtung 28 gemäß Fig. 1. Ein Schaufelrad 38 dreht sich in Drehrichtung D, sodass die Wärmeaufnehmer 24 kontinuierlich aus der Umhüllung 16 ausgetragen werden. 2 shows a detailed view of the discharge device 28 according to FIG. 1. A paddle wheel 38 rotates in the direction of rotation D, so that the heat absorbers 24 are continuously discharged from the casing 16.

BEZUGSZEICHENLISTE REFERENCE SYMBOL LIST

10 Biomasse 10 biomass

12 Fördervorrichtung 14 Verbrennungsraum 16 Umhüllung 12 conveyor device 14 combustion chamber 16 casing

18 heißes Gas 18 hot gas

20 Schamott-Abdichtung 22 Zuführvorrichtung 24 Wärmeaufnehmer 26 Abführvorrichtung 28 Austragvorrichtung 30 Stirling-Motor 20 Fireclay seal 22 Feed device 24 Heat absorber 26 Discharge device 28 Discharge device 30 Stirling engine

31 Wärmetauscher 31 heat exchangers

32 Rückführvorrichtung 34 Kamin 32 return device 34 chimney

36 Lüfter 36 fans

38 Schaufelrad 38 paddle wheel

D Drehrichtung D Direction of rotation

Claims

Expectations

1. Combustion furnace, comprising a combustion chamber (14), a plurality of non-combustible heat absorbers (24), a feed device (22) for supplying the heat absorbers (24) to the combustion chamber (14) or to hot gas (18) originating from the combustion chamber (14). ), and a removal device (26) for removing the heat absorbers (24) from the combustion chamber (14) or from the hot gas (18).

2, combustion furnace according to claim 1, characterized in that the heat absorbers (24) are continuously supplied to the combustion chamber (14) or the hot gas (18) or are continuously removed from it.

3. Combustion furnace according to claim 1 or 2, characterized in that a heat exchanger (31) is provided for releasing the heat from the dissipated heat absorber (24).

4. Combustion furnace according to one of the preceding claims, characterized in that a return device (32), in particular a lifting device, preferably a pendulum or chain bucket elevator, a screw or a tube with an inner spiral, for returning the dissipated heat absorber (24) to the feed device (22) is provided.

5. Combustion furnace according to one of the preceding claims, characterized in that the heat absorbers (24) have a diameter of at least 5 mm.

6. Combustion furnace according to one of the preceding claims,

characterized in that the heat absorbers (24) are designed as spheres, cubes, pyramids or cylinders.

7. Combustion furnace according to one of the preceding claims, characterized in that the heat absorbers (24) comprise or consist of a metal material, in particular steel or aluminum, a ceramic or porcelain material, a quartz material, a glass material or a plastic material.

8. Combustion furnace according to one of the preceding claims, characterized in that the heat absorbers (24) are heat-resistant.

9. Method for absorbing heat energy from a hot gas (18), in which a large number of heat absorbers (24) are continuously guided as a countercurrent to the hot gas (18).

10. A method for dissipating heat energy from a combustion furnace, in particular according to one of claims 1 to 8, in which a plurality of heat absorbers (24) are supplied to a combustion chamber (14) of the combustion furnace or hot gas (18) originating from the combustion chamber (14). is, and the heat absorbers (24) are removed from the combustion chamber (14) or from the hot gas (18).

This includes 2 sheets of drawings